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Concept et réalité des changements climatiques - Variabilité et changements climatiques - Changements climatiques et effet de serre Pr Ali Agoumi

Variabilité historique du climat Variations de température de la planète depuis un million d’années Le climat fluctue naturellement à diverses échelles temporelles qui peuvent aller de quelques années à des centaines de millions d’années. Le climat du passé est reconstitué en analysant : sédiments terrestres et marins, grands glaciers de l’Antarctique et du Groenland, les traces biologiques comme le pollen, les couches annuelles des arbres, les anciennes frontières naturelles et pour les années les plus récentes, les témoignages humains. L’analyse de ces données par des scientifiques a montré que la terre a connu de nombreuses périodes de réchauffement et de refroidissement au cours du dernier million d’année

Des fluctuations ayant dans le passé des causes naturelles!! Depuis la dernière glaciation, nous sommes entrés dans une période chaude, entrecoupée de températures plus basses. La période interglaciaire actuelle a produit des températures relativement stables à la surface de la terre : Depuis le début de cette période, la température moyenne n’a oscillé que d’un degré environ par rapport aux valeurs que nous connaissons aujourd’hui Variations de température à l'échelle planétaire au cours des 1000 dernières années

Climat planétaire contemporain I Le siècle dernier a connu un réchauffement moyen au cours de la période 1906-2005 de 0,74°C (0,56 à 0,92) Onze des douze dernières années (1993-2005) figurent au palmarès des douze années les plus chaudes La vitesse moyenne du réchauffement au cours des cinquante dernières années (0,13 °C par décennie) est environ le double de celle enregistrée au cours des cent dernières années Ce réchauffement a concerné tant les océans que les continents. IL est diffèrent selon les régions mais la tendance est retrouvée pratiquement partout GIEC, 2007

Climat planétaire contemporain II

Avec le réchauffement planétaire ! Le niveau moyen de la mer s’est élevé à une vitesse de 1,8 (1,3 à 2,3) mm par an de 1961 à 2003 Les glaciers de montagne et la couverture neigeuse ont rétréci en moyenne dans les hémisphères nord et sud . Des tendances à long terme au cours de la période1900-2005 ont été observées pour les précipitations dans de grandes régions Une augmentation de l’activité des cyclones tropicaux intenses dans l’Atlantique nord depuis 1970 environ a été notée

Changements Climatiques : Définition Les changements climatiques correspondent à toute variation de l’état du climat, que l’on peut déceler par des modifications de la moyenne et/ou de la variabilité de ses propriétés (température, précipitation, nébulosité, rayonnement solaire, …) et qui persiste pendant une longue période, généralement pendant des décennies ou plus. Lorsque cette variation est due à des phénomènes naturels on parle de variabilité climatique Lorsque cette variation est attribuée directement ou indirectement à l’action de l’homme on parle plutôt de changements climatiques et ce conformément à la définition de la CCNUCC [1] . [1] CCNUCC : Convention Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques

les changements climatiques ont ils déjà commencé ? Le réchauffement du système climatique est sans équivoque (observations sur l’augmentation des températures , la fonte généralisée des neiges et des glaces, ainsi que l’élévation du niveau moyen mondial de la mer ); GIEC 2007 En 2007 , Le GIEC a affirmé aussi que la responsabilité de l’homme dans cette évolution peut être estimée à plus de 90%, alors qu’il l’estimait en 2001 entre 66 et 90%

Évènements météorologiques extrêmes? Depuis le milieu du XXème siècle, les événements météorologiques extrêmes semblent avoir pris une nouvelle dimension: Depuis 1950, la fréquence des vagues de chaleur a augmenté de même que le nombre de nuits chaudes. Le nombre de régions affectées par la sécheresse a également progressé durant le XXème siècle du fait que les précipitations ont légèrement diminué sur les sols, alors que l’évaporation due au réchauffement augmentait. Dans l’ensemble, les estimations indiquent que depuis le milieu de 1970, la capacité dévastatrice des ouragans, leur durée et leur intensité, ont fortement augmenté et que leur activité dépend de la température à la surface de l’eau des mers tropicales.

Changements climatiques actuels et variabilités climatiques passées Si dans le passé, le climat a connu un réchauffement estimé entre 4°C et 7°C entre les périodes glaciaires et interglaciaires ; valeurs attendues des changements climatiques actuels ; cela a eu lieu sur une période étalée sur 5.000 années. Dans le contexte actuel, un réchauffement similaire pourrait survenir en moins de 50 ans. L’autre élément nouveau de ce récent changement de climat en est sa cause : les changements climatiques du passé étaient d’origine naturelle, tandis que le réchauffement des 50 dernières années est imputable aux activités humaines . Le troisième élément qui différencie les changements climatiques des variabilités historiques du climat, est l’impact probable de ces changements climatiques sur une société humaine plus dense, dotée d’infrastructures de base complexes et vitales qui risque de subir de grands dégâts.

Changements climatiques/ effet de serre L’effet de serre est un phénomène naturel important pour la survie de la planète. Il permet d’avoir une température moyenne sur terre de 15°C, contre -18°C si ce phénomène n’existait pas. Ce phénomène s’est intensifié aujourd’hui suite à l’augmentation des émissions en Gaz en Effet de Serre engendrées par les activités humaines.

Effet de serre La terre reçoit l’énergie du soleil sous forme de rayonnements à ondes courtes. Elle absorbe la majeure partie de cette énergie, et réfléchit environ le tiers sous forme d’ondes longues infrarouges invisibles Grâce à cette énergie, la terre se réchauffe et réémet de la chaleur (infrarouge) qui, se trouve piégée par des gaz dit Gaz à Effet de Serre (GES) situés dans l’atmosphère. Sans ces GES, la chaleur émise par la terre serait intégralement renvoyée dans l’espace Cèst necessaire , cà rechauffe mais trop cèst nefaste ?

Gaz à Effet de Serre Les deux principaux gaz responsables de l’ effet de serre (et pas seulement de son augmentation récente) sont la vapeur d'eau (H 2 O), et le gaz carbonique (CO 2 ) Les principaux autres gaz naturels à effet de serre sont le méthane (CH 4 ), le protoxyde d'azote (N 2 O), et l’ozone (O 3 ) dont les concentrations dans l’atmosphère ont été augmentées de façon significative en relation avec les émissions anthropiques. Les principaux gaz industriels à effet de serre sont les halocarbures (HFC, CFC, PFC…) qui contiennent des éléments appartenant à la famille des halogènes (brome, chlore et fluor) et du carbone, et l’hexafluorure de soufre (SF 6 ).

Participation au rechauffement planetaire des GES I Le gaz qui entraîne le plus d’effet de serre est la vapeur d’eau . Sa faible durée de vie dans l’atmosphère (pas plus d’une dizaine de jours) lui confère des effets locaux de courte durée. Le dioxyde de carbone contribue majoritairement à l’effet de serre anthropique. Il est à l’origine d’environ 55% du réchauffement de la planète, avec une durée de vie dans l’atmosphère de plus de 100 ans. Le méthane est responsable de légèrement moins de 15 % de l’intensification de l’effet de serre et a une durée de vie d’environ 12 ans.

Participation au rechauffement planetaire des GES II Le protoxyde d’azote engendre environ 5%, il a une durée de vie de 120 ans. L’ozone troposphérique participe de moins que15% de l’effet de serre anthropique. Les halocarbures engendrent enfin légèrement moins de 15 % de l’effet de serre additionnel. Ils ont une durée de vie qui peut aller jusqu’à 50.000ans. Les halocarbures comptent parmi les GES dont la capacité de rétention de chaleur est la plus élevée.

Pouvoir de Réchauffement Global (PRG) Le PRG d’un gaz se définit comme la puissance radiative que le GES renvoie vers le sol, cumulée sur une durée de 100 ans. Cette valeur se mesure par rapport au CO2. Gaz à effet de serre PRG par rapport à CO 2 Dioxyde de carbone (CO 2 ) 1 Méthane (CH4) 21 Perfluorocarbures (PFCs) 6.500 à 9.200 (selon les molécules considérées) Protoxyde d'azote (N2O) 310 Hydrofluorocarbures (HFCs) 140 à 11.700 Hexafluorure de soufre (SF6) 23.900

Relation entre les différents GES et notion de CO2-éq » 1 t CO 2 = 1 t CO 2 -éq » 1 t CH 4 = 21 t CO 2 -éq » 1 t N 2 O = 310 t CO 2 -éq » 1 t HFCs = 300 à 11 700 t CO 2 -éq » 1 t PFCs = 6 500 à 9 200 t CO 2 -éq » 1 t SF 6 = 23,900 t CO 2 -éq

Principales sources des émissions en GES Le Dioxyde de carbone provient principalement de la combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon et gaz), et pour une partie de certains procédés industriels (ciment), la déforestation et l’agriculture intensive. Le méthane d’origine humaine est essentiellement généré par la culture du riz, l’élevage des ruminants (les aliments qu’ils ingèrent fermentent dans leur estomac, en dégageant du méthane), les déjections animales, les décharges d’ordures ménagères (encore le pourrissement), les exploitations pétrolières et gazières à cause des fuites de gaz naturel, et pour une part par la combustion ; Le protoxyde d'azote (N2O) résulte de l’utilisation des engrais azotés en agriculture, de la combustion de la biomasse et de certains procédés industriels chimiques. Il y’a aussi des émissions naturelles, qui proviennent essentiellement des zones humides;

Principales sources des émissions en GES Les gaz fluorés (HFC, PFC, SF6) sont utilisés dans les systèmes de réfrigération et employés dans les aérosols et les mousses isolantes. Les PFC et le SF6 sont utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs (e.g. ampoules incandescentes) ; L’ozone est un gaz indirect à effet de serre. En effet, il est généré par un processus photochimique qui fait intervenir des gaz précurseurs (méthane, composés organiques volatiles...). La production d’Ozone est fortement liée au trafic automobile dans des conditions de températures supérieures à 25°C.

Contribution de différents pays aux émissions en GES 1900-2000 G8 61,98% Etats-Unis 29,95% Union Européenne 25,49% Ex-URSS 8,53% Chine 7,57% Allemagne 7,18% Royaume-Uni 5,46% Moyen-Orient et Afrique du Nord 2,92% France 2,77% Amérique du Sud 2,28% Canada 2,20% Inde 2,09% Afrique sub-saharien1,59% Amérique Centrale 1,33%

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